Cynhanes newid yn yr hinsawdd. Pan oedd methan yn rheoleiddio'r tywydd

methan awyrgylch cyntefig

Dywedwyd hynny erioed newid yn yr hinsawdd mae'n rhywbeth cymharol fodern a achosir, ar y cyfan, gan allyriadau nwyon tŷ gwydr mawr i'r atmosffer, fel methan a CO2, gan fodau dynol ers y chwyldro diwydiannol. Fodd bynnag, beth fyddech chi'n ei feddwl pe bawn i'n dweud wrthych y bu newidiadau hinsawdd eraill dros y biliynau o flynyddoedd ers i'r Ddaear ffurfio?

Nid yw awyrgylch y Ddaear bob amser wedi bod yr un fath ag y mae heddiw. Mae wedi bod trwy sawl math o gyfansoddiadau. Beth yw cynhanes newid yn yr hinsawdd?

Pan oedd methan yn rheoleiddio'r tywydd

Tua 2.300 biliwn o flynyddoedd yn ôl, anadlodd micro-organebau rhyfedd fywyd newydd i'r blaned "ifanc" ar y pryd. Mae'n ymwneud â cyanobacteria. Fe wnaethant lenwi'r blaned ag aer. Fodd bynnag, credir, ymhell cyn yr amser hwn, fod grŵp arall o organebau ungellog wedi poblogi'r blaned ac y gallent fod wedi'i gwneud yn gyfanheddol. Rydyn ni'n siarad am fethanogenau.

Mae methanogenau yn organebau un celwydd na allant ond goroesi o dan amodau lle nid oes ocsigen ac maent yn syntheseiddio methan yn ystod eu metaboledd fel cynnyrch gwastraff. Heddiw dim ond mewn lleoedd fel coluddion cnoi cil, gwaelod gwaddodion a lleoedd eraill ar y blaned lle nad oes ocsigen yn bodoli y gallwn ddod o hyd i fethanogenau.

methan

Moleciwl methan

Fel y gwyddom, mae methan yn nwy tŷ gwydr sydd yn cadw 23 gwaith yn fwy o wres na charbon deuocsid, felly mae'r rhagdybiaeth bod methanogenau wedi llywodraethu am ddwy biliwn biliwn cyntaf y blaned Ddaear. Achosodd y methan a syntheseiddiwyd gan yr organebau hyn effaith tŷ gwydr gydag ôl-effeithiau enfawr ar hinsawdd y blaned gyfan.

Heddiw, dim ond am oddeutu 10 mlynedd y mae methan yn parhau yn yr atmosffer, oherwydd presenoldeb ocsigen. Fodd bynnag, pe bai diffyg moleciwlau ocsigen yn awyrgylch y Ddaear, gallai methan barhau am oddeutu 10.000 o flynyddoedd. Bryd hynny, nid oedd golau’r haul mor gryf ag y mae ar hyn o bryd, felly roedd maint yr ymbelydredd yn cyrraedd wyneb y ddaear ac felly’n cynhesu’r blaned, yn llawer llai. Dyna pam, er mwyn cynyddu tymheredd y blaned a chreu amgylchedd byw, roedd angen methan i ddal gwres.

Effaith tŷ gwydr awyrgylch cyntefig

Pan ffurfiodd y Ddaear tua 4.600 biliwn o flynyddoedd yn ôl, rhoddodd yr Haul oleuedd sy'n cyfateb i 70% o'r hyn y mae'n ei wneud heddiw. Dyna pam, cyn yr oes iâ gyntaf (tua 2.300 biliwn o flynyddoedd yn ôl) roedd yr awyrgylch yn gwbl ddibynnol ar yr effaith tŷ gwydr.

Meddyliodd arbenigwyr newid hinsawdd mewn amonia fel y nwy tŷ gwydr a gadwodd wres yn yr awyrgylch cyntefig, gan fod hwn yn nwy tŷ gwydr pwerus. Fodd bynnag, yn absenoldeb ocsigen atmosfferig, mae ymbelydredd uwchfioled o'r Haul yn dinistrio amonia yn gyflym, gan wneud methan yn brif nwy ar y pryd.

At gyfraniad gwres yn yr atmosffer ac effaith tŷ gwydr rydym hefyd yn ychwanegu CO2. Erbyn hynny, roedd ei grynodiad yn llawer is, dyna pam na allai fod yn achos yr effaith tŷ gwydr. Dim ond trwy losgfynyddoedd y cafodd CO2 ei ollwng i'r atmosffer yn naturiol.

llosgfynyddoedd

Fe wnaeth llosgfynyddoedd ollwng CO2 a hydrogen

Rôl methan a'r niwl a oerodd y blaned

Dechreuodd rôl methan wrth reoleiddio'r hinsawdd gynnar tua 3.500 biliwn o flynyddoedd yn ôl, pan syntheseiddodd methanogenau nwy methan yn y cefnforoedd fel cynnyrch gwastraff. Llwyddodd y nwy hwn i ddal gwres yr Haul mewn rhanbarth eang o'r sbectrwm electromagnetig. Roedd hefyd yn caniatáu i ymbelydredd uwchfioled fynd heibio, felly ymhlith y ffactorau hyn ychwanegwyd gyda'r CO2 presennol, roeddent yn cadw'r blaned ar dymheredd cyfanheddol.

Goroesodd methanogenau yn well ar dymheredd uwch. Wrth i'r tymereddau ddwysau, gwnaeth cylchred y dŵr ac erydiad creigiau wella hefyd. Mae'r broses hon o erydiad y creigiau, yn tynnu CO2 o'r atmosffer. Cymaint daeth crynodiad methan a chrynodiad CO2 yn yr atmosffer yn gyfartal.

cefnforoedd cyntefig

Achosodd cemeg yr atmosffer i'r moleciwlau methan bolymeiddio (ffurfio cadwyni o foleciwlau methan wedi'u cysylltu â'i gilydd) a ffurfio hydrocarbonau cymhleth. Roedd yr hydrocarbonau hyn yn cyddwyso i ronynnau sydd, ar uchder uchel, roeddent yn ffurfio niwl oren.  Gwnaeth y cwmwl hwn o lwch organig wneud iawn am yr effaith tŷ gwydr trwy amsugno'r golau gweladwy o ymbelydredd solar digwyddiad a'i ollwng yn ôl i'r gofod. Yn y modd hwn, gostyngodd faint o wres oedd yn cyrraedd wyneb y blaned a chyfrannu at oeri’r hinsawdd ac arafu cynhyrchu methan.

Methanogenau thermoffilig

Methanogenau thermoffilig yw'r rhai sy'n goroesi mewn ystodau tymheredd eithaf uchel. Am y rheswm hwn, pan ffurfiodd y niwl hydrocarbon, wrth i dymheredd y byd oeri a gostwng, ni allai methanogenau thermoffilig oroesi amodau o'r fath. Gyda hinsawdd oerach a phoblogaeth methanogen thermoffilig niweidiol, newidiodd yr amodau ar y blaned.

Dim ond os oedd methan y gallai'r awyrgylch fod wedi cadw crynodiadau methan mor uchel byddai wedi cael ei gynhyrchu ar gyflymder sy'n debyg i'r cerrynt. Fodd bynnag, ni chynhyrchodd methanogenau gymaint o fethan ag y mae bodau dynol yn ei wneud yn ein gweithgareddau diwydiannol.

methanogenau

Methanogenau thermoffilig

Yn y bôn, mae methanogenau'n bwydo ar hydrogen a CO2, gan gynhyrchu methan fel cynnyrch gwastraff. Mae rhai eraill yn bwyta asetad ac amrywiol gyfansoddion eraill o ddiraddiad anaerobig deunydd organig. Dyna pam, heddiw, methanogenau Dim ond yn stumogau cnoi cil y maent yn ffynnu, y llaid sy'n sail i gaeau reis dan ddŵr ac amgylcheddau anocsig eraill. Ond gan nad oedd ocsigen yn yr awyrgylch cyntefig, roedd yr holl hydrogen a ollyngwyd gan losgfynyddoedd yn cael ei storio yn y cefnforoedd ac yn cael ei ddefnyddio gan fethanogenau, gan nad oedd ganddo ocsigen wrth law i ffurfio dŵr.

Niwl o effaith "gwrth dŷ gwydr"

Oherwydd y cylch hwn o adborth cadarnhaol (tymheredd uwch, mwy o fethanogenau, mwy o fethan, mwy o wres, mwy o dymheredd ...) daeth y blaned yn dŷ gwydr mor boeth fel mai dim ond micro-organebau thermoffilig a lwyddodd i addasu i'r amgylchedd newydd hwn. Fodd bynnag, fel y soniais o'r blaen, ffurfiwyd niwl o hydrocarbonau a oedd yn cludo ymbelydredd uwchfioled y digwyddiad gwneud y tywydd yn cŵl. Yn y modd hwn, ataliwyd cynhyrchu methan a byddai'r tymereddau a'r cyfansoddiad atmosfferig yn dechrau sefydlogi.

niwl hydrocarbon

Os ydym yn cymharu'r niwloedd â rhai Titan, y lloeren fwyaf o Saturn, gwelwn fod ganddo hefyd yr un lliw oren nodweddiadol sy'n cyfateb i'r haen drwchus o ronynnau hydrocarbon, sy'n cael ei ffurfio pan fydd methan yn adweithio â golau haul. Fodd bynnag, mae'r haen honno o hydrocarbonau yn gwneud wyneb Titan ar -179 gradd Celsius. Mae'r awyrgylch hwn yn oerach nag y mae'r Ddaear wedi bod yn ei hanes cyfan.

Pe bai cwmwl hydrocarbon y Ddaear wedi cyrraedd y dwysedd sydd gan Titan, byddai wedi gwyro digon o olau haul i wrthweithio effaith tŷ gwydr pwerus methan. Byddai arwyneb cyfan y blaned wedi rhewi, gan ddinistrio'r holl fethanogenau. Y gwahaniaeth rhwng Titan a'r Ddaear yw nad oes gan y lleuad hon o Saturn CO2 na dŵr, felly mae methan yn anweddu'n hawdd.

Titan

Titan, y lloeren fwyaf o Saturn

Diwedd oes y methan

Ni pharhaodd y niwl a ffurfiodd o'r methan am byth. Bu tri rhewlifiant ers i'r Proterosöig a'r methan esbonio pam y digwyddon nhw.

Gelwir y rhewlifiant cyntaf yn rhewlifiant Huronaidd ac o dan y creigiau hynaf a geir o dan ei ddyddodion rhewlifol mae detritws wraninit a pyrite, dau fwyn sy'n dynodi lefel isel iawn o ocsigen atmosfferig. Fodd bynnag, uwchlaw'r haenau rhewlifol, gwelir tywodfaen cochlyd sy'n cynnwys hematite, mwyn sy'n cael ei ffurfio ynddo amgylcheddau llawn ocsigen. Mae hyn i gyd yn dangos bod rhewlifiant Huronaidd wedi digwydd yn union pan ddechreuodd lefelau ocsigen atmosfferig skyrocket gyntaf.

Yn yr amgylchedd newydd hwn, roedd mwy a mwy o gyfoeth o ocsigen, methanogenau ac organebau anaerobig eraill a fu unwaith yn dominyddu'r blaned, a diflannodd yn raddol neu a welwyd yn gynyddol gyfyngedig i gynefinoedd mwy cyfyngedig. Mewn gwirionedd, byddai'r crynodiad methan wedi aros yr un fath neu'n uwch nag y mae heddiw, pe bai'r lefelau ocsigen wedi'u cadw'n is.

rhewlifiant

Mae hyn yn esbonio pam ar y Ddaear, yn ystod y Proterosöig, ni chafwyd rhewlifoedd am bron i 1.500 biliwn o flynyddoedd, er bod yr Haul yn dal yn eithaf gwan. Dyfalwyd y posibilrwydd y byddai ail godiad mewn ocsigen atmosfferig, neu mewn sylffad toddedig, hefyd wedi sbarduno cyfnodau rhewlifiant, trwy leihau effaith amddiffynnol methan.

Fel y gallwch weld, ni fu awyrgylch y Ddaear bob amser fel y mae heddiw. Roedd yn digwydd bod yn amddifad o ocsigen (moleciwl sydd ei angen arnom heddiw i fyw) a lle roedd methan yn rheoleiddio'r hinsawdd ac yn dominyddu'r blaned. Ar ben hynny, ar ôl y rhewlifiannau, mae'r crynodiad ocsigen wedi cynyddu nes iddo ddod yn sefydlog ac yn hafal i'r un gyfredol, tra bod y methan wedi'i leihau i leoedd mwy cyfyngedig. Ar hyn o bryd, mae crynodiad methan yn cynyddu oherwydd allyriadau o weithgareddau dynol ac mae'n cyfrannu at effaith tŷ gwydr a newid hinsawdd cyfredol.


Mae cynnwys yr erthygl yn cadw at ein hegwyddorion moeseg olygyddol. I riportio gwall cliciwch yma.

Bod y cyntaf i wneud sylwadau

Gadewch eich sylw

Ni fydd eich cyfeiriad e-bost yn cael ei gyhoeddi. Meysydd gofynnol yn cael eu marcio â *

*

*

  1. Yn gyfrifol am y data: Miguel Ángel Gatón
  2. Pwrpas y data: Rheoli SPAM, rheoli sylwadau.
  3. Cyfreithlondeb: Eich caniatâd
  4. Cyfathrebu'r data: Ni fydd y data'n cael ei gyfleu i drydydd partïon ac eithrio trwy rwymedigaeth gyfreithiol.
  5. Storio data: Cronfa ddata wedi'i chynnal gan Occentus Networks (EU)
  6. Hawliau: Ar unrhyw adeg gallwch gyfyngu, adfer a dileu eich gwybodaeth.